刘夫瑞
［恒力石化（大连）炼化有限公司，辽宁 大连116318］
［摘 要］某20 000 kt/a炼化一体化项目之煤制氢联产醋酸装置，其制氢变换系统自2019年4月25日原始开车以来，各脱盐水加热器后二级脱盐水管线出现过8次因无缝钢管本体产生裂纹而泄漏的问题，给变换系统的稳定运行带来了极大的困扰。为此，通过对发生泄漏的脱盐水无缝钢管进行宏观形貌分析、显微组织分析、扫描电镜及能谱分析、化学成分分析、非金属夹杂物分析以及室温拉伸性能试验、晶间腐蚀试验等，最终找到了脱盐水管线裂纹产生的原因为海洋性工业大气环境下钢管发生了应力腐蚀，并从技术与工程施工、生产运行管控和应急管理三个方面提出了防范措施。
［关键词］煤制氢联产醋酸装置；变换系统；脱盐水管线泄漏；原因分析；应力腐蚀；海洋性工业大气环境；预防措施
［中图分类号］TQ055.8+1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）05-0045-04
0 引 言
某20 000 kt/a炼化一体化项目之煤制氢联产醋酸装置，其气化系统以煤为原料，采用多喷嘴水煤浆加压气化工艺生产粗煤气，粗煤气经激冷洗涤除去灰渣进入变换系统；变换系统分为2个系列，一系列包括制氢变换Ⅰ和甲醇变换线，二系列包括制氢变换Ⅱ和热回收线；制氢变换为2个相同的系列，制氢变换Ⅰ与甲醇变换线共用1套变换冷凝液汽提系统和除氧器系统，制氢变换Ⅱ与热回收线共用1套变换冷凝液汽提系统和除氧器系统。制氢变换线水煤气中的CO通过全变换反应完全转化为H2，使变换气中的CO含量（干基）低于1.2%，以满足下游PSA系统对H2纯度的要求；甲醇变换线水煤气中的CO通过部分变换反应调整工艺气氢碳比在2.05～2.15，以满足甲醇合成反应的要求；热回收线不进行变换反应，只对水煤气进行降温，满足CO分离系统对水煤气温度的要求。在制氢变换系统中，经管廊进入制氢变换系统的40 ℃脱盐水分别分成三股，进入制氢变换Ⅰ系列的脱盐水分别进入脱盐水加热器131E108、132E009、132E015，进入制氢变换Ⅱ系列的脱盐水分别进入脱盐水加热器131E208，133E005、133E015；进入各脱盐水加热器的脱盐水分别与135 ℃的变换气换热至120 ℃后进入除氧器，脱盐水除至O2含量＜50×10-9后经锅炉给水泵加压送至各等级废锅产生不同压力等级的蒸汽，以回收变换反应热。
本煤制氢联产醋酸装置制氢变换系统自2019年4月25日原始开车以来，各脱盐水加热器后二级脱盐水管线出现过8次因无缝钢管本体产生裂纹而泄漏的问题，给煤制氢联产醋酸装置变换系统的稳定运行带来了极大的困扰。后经深度剖析，最终找到了脱盐水管线裂纹产生的原因，并从技术与工程施工、生产运行管控和应急管理三个方面提出了防范措施。以下对有关情况作一介绍。
1 变换系统脱盐水管线泄漏情况
制氢变换系统自2019年4月25日原始开车以来，各脱盐水加热器后二级脱盐水管线（管线材质S30408，介质温度120 ℃、压力0.8 MPa）共出现过8次泄漏，具体情况如下：① 脱盐水加热器（131E108）后脱盐水管线［编号131-DSW1002-250（A），规格DN250×4.19 mm］出现泄漏；② 脱盐水加热器（132E009）后脱盐水管线（编号132-DSW0001-200，规格DN200×3.76 mm）出现泄漏；③ 脱盐水加热器（131E208）后脱盐水管线［编号131-DSW2002250（A），规格DN250×4.19 mm］出现泄漏；④ 脱盐水加热器（131E208）后脱盐水管线［编号131-DSW2002-250（B），规格DN250×4.19 mm］三通处出现泄漏；⑤ 脱盐水加热器（133E015）后脱盐水管线（编号133-DSW2006-200，规格DN200×3.76 mm）出现泄漏；⑥ 脱盐水加热器（133E005）后脱盐水管线［编号133-DSW2002-200（A），规格DN200×3.76 mm］取样点三通处出现泄漏；⑦ 脱盐水加热器（133E005）后脱盐水管线［编号133-DSW2002-200（B），规格DN200×3.76 mm］二层框架V007处出现泄漏；⑧ 脱盐水加热器（133E005）后脱盐水管线上截止阀（LV0018）后管线［编号133-DSW2002-200（C），规格DN200×3.76 mm］出现泄漏。
多次出现的二级脱盐水管线腐蚀泄漏的共同点是，不锈钢管线出现母材开裂、点蚀以及保温层结构被破坏而水分进入等现象；排查发现，其他材质及输送其他介质的设备和管线并无类似腐蚀现象。每次1根二级脱盐水管线出现泄漏时，因系统需持续运行，无法隔离停车处理，一般对泄漏部位采取如下临时处理措施：将相同规格且长度大于泄漏区域200 mm的不锈钢管线从中间剖开，在其上/下相同位置各焊接4个M24螺母，采用对夹、内加耐高温胶垫的方式用螺栓将消漏管牢牢固定在泄漏部位，并对漏点处进行保温后增设铝箔防潮层，外护避开拼接缝，避免雨水从拼接缝处渗入，等待停车机会再对泄漏的脱盐水管线进行更换。
2 脱盐水管线裂纹产生原因分析
更多内容详见《中氮肥》2023年第5期